Sabtu, 23 Agustus 2014

cooling system ( fin fan cooler )



KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh.
      Alhamdulillahirabbilalamin, banyak nikmat yang Allah SWT berikan, tetapi sedikit sekali yang kita ingat. Segala puji hanya layak untuk Allah Tuhan seru sekalian alam atas segala berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga saya dapat menyelesaikan KKP(KERTAS KERJA PERORANGAN) dengan judul ”COOLING SYSTEM”.
      Dalam penyusunannya, saya memperoleh banyak bantuan dari berbagai pihak, karena itu saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: Kedua orang tua dan segenap keluarga besar saya yang telah memberikan dukungan. Dari sanalah semua kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa memberikan sedikit kebahagiaan dan menuntun pada langkah yang lebih baik lagi.
Meskipun saya berharap isi dari KKP ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang kurang dan salah. Oleh karena itu, saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar KKP ini dapat lebih baik lagi.    
      Akhir kata saya berharap agar KKP ini bermanfaat bagi semua pembaca.
Wassalamu’alaikum warohmatuohi wabarakatuh.




RINGKASAN

    Karena sifat dari gas adalah compressible maka akibat dari kompres itu menghasilkan temperature (suhu) panas yang cukup tinggi, jadi outlet pada compressor dipasang cooler untuk menjaga temperature yang dihasilkan dari peroses pengkompressan sesuai yang dinginkan.
    Cooling system adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendinginkan dan menjaga temperature dari sebuah peroses yang dapat menghasilkan panas, misalnya adalah mesin diesel, kompresor, turbine dan lain-lain.
    Prinsip kerja air cooler (pendingin udara) dengan cara udara sekitar dihembuskan dari bawah sirip ke atas atu udara panas yang ada pada sirip di isap dari atas keluar dengan mengunakan kipas. Berbeda dengan water cooling (pendingin air), peroses pada system ini, pendinginan dilakaukan dengan air untuk melakukan perpindaan panas.









DAFTAR ISI






 

 












DAFTAR GAMBAR










BAB I PENDAHULUAN

1.1 BELAKANG

     Setiap proses produksi dan pengolahan dalam industri migas selalu menggunakan alat penukar panas, baik itu berupa heat exchanger, condensor, cooler, reboiler dan sebagainya. Untuk itu dalam diklat teknis ini salah satu mata diklat yang diberikan adalah alat penukar panas.

     Proses pendinginan adalah upaya melepaskan panas ke dalam udara luar dengan melalui proses penguapan. Pendinginan (cooling) berbeda prinsip dengan pengembunan (condensing). Macam – macam alat pendinginan adalah water cooler dan air cooler.

     Sedangkan condensing adalah alatnya sama dengan cooler yaitu dengan air atau dengan udara.

     Didalam mata diklat ini akan diberikan materi berupa konsep dasar, pengertian perpindahan panas, jenis-jenis alat penukar panas, skema/bagian alat perpindahan panas dan fungsi – fungsi alat perpindahan panas.

1.2 TUJUAN

   Setelah mengikuti mata diklat ini peserta diklat diharapkan dapat
  • Menjelaskan tentang air cooler

1.3 DISKUSI

      Pembehasan ini menjelaskan tentang sebuah alat pendingin serta bagaimana prinsip kerjannya.

1.4 SKEMA PENULISAN

      Pada BAB ini membahas tentang, latar belakang, tujuan, diskusi, dan skema penulisan.














 


BAB II TEORI DASAR

2.1 PERPINDAHAN PANAS

      Perpindahan panas adalah suatu proses berpindahnya energi panas dari satu sistem ke sistem yang lain sebagai akibat adanya perbedaan temperatur. Metoda perpindahan panas dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu perpindahan panas secara konduksi, konveksi dan radiasi. Selain itu perpindahan panas dapat terjadi juga melalui kombinasi antara ketiga metoda tersebut.

            2.1.1 PERPINDAHAN PANAS SECARA KONDUKSI

                  Konduksi merupakan metoda perpindahan panas melalui    permukaan atau dinding padat. Persamaan yang menggambarkan    laju perpindahan panas secara konduksi didefinisikan oleh          persamaan Fourier yaitu :
                        Q = -KA      
            Dimana :
·         q = laju perpindahan panas
·         dT/dx = garadien penurunan suhu terhadap tebal dinding
·         A = luas penampang
·         K = thermal conductivity media perpindahan panas     
                  Thermal conductivity merupakan karakteristik spesifik suatu             material yang diperoleh melalui percobaan. Thermal conductivity     dapat didefinisikan sebagai laju perpindahan panas per unit area permukaan per unit ketebalan media per unit temperatur.

            2.1.2 PERPINDAHAN PANAS SECARA KONVEKSI

                  Konveksi terjadi bila perpindahan panas berlangsung antara           permukaan dinding dan fluida akibat adanya pergerakan relatif             antara partikel fluida dan dinding. Persamaan perpindahan panas       secara konveksi dapat dituliskan sebagai berikut :
                        Q= hA(Tf –Tw)
            Dimana :
·         Q = laju perpindahan panas
·         A = luas area permukaan pada arah x
·         TF = temperature fluida
·         Tw =temperature dinding
·         H =heat transfer coefficient
           Heat transfer umumnya diperoleh berdasarkan persamaan empiris dan nilainya dipengaruhi antara lain oleh jenis / karakteristik fluida yang mengalir dan laju alir fluida.

            2.1.3 PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI

                  Radiasi terjadi bila perpindahan panas berlangsung dalam   bentuk gelombang electromagnet yang bergerak dengan kecepatan   cahaya. Berbeda dengan konduksi dan konveksi yang berlangsung         bila ada media, maka radiasi dapat berlangsung tanpa media atau pada kondisi vakum.
      Laju panas yang dilepaskan dengan metoda radiasi dapat    dituliskan dalam persamaan :      
                         q = ε σ AT4
Dimana:
·         Q = laju emisi panas
·         ԑ = emisivitas, merupakan karakteristik dari permukaan
·         σ = konstanta Stefan-boltzman, 5.7 x 10-8W/m2k4
·         A = luas permukaan
·         T = temperature permukaan

2.2 DEFINISI COOLING SYSTEM

      Cooling system adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendinginkan dan menjaga temperature dari sebuah peroses yang dapat menghasilkan panas, misalnya adalah mesin diesel, kompresor, turbine,  dan lain-lain.
Dalam sebuah industry cooling system sangat penting, karena cooling system adalah suatu alat pendingin dan dapat menjaga temperature pada sebuah produksi gas dalam hal ini cooling system di bedakan menjadi beberapa  jenis yaitu:
·         Air cooling system (sistem pendingin udara)
Pendingin udara merupakan suatu peralatan yang yang dingunakan untuk menurunkan temperature  dengan menggunakan udara sekitar yang dihembuskan oleh sebuah kipas.
·         Water cooling system (sistem pendingin air)
Pendingin air adalah metode pemindahan panas dari komponen dan peralatan industri. Berbeda dengan pendingin udara, air digunakan sebagai konduktor panas. Pendingin air umumnya digunakan untuk pendinginan mesin pembakaran internal dan fasilitas industri besar seperti pembangkit tenaga listrik uap, generator listrik tenaga air, kilang minyak dan pabrik kimia.








BAB III PENJELASAN

3.1 AIR COOLING SYSTEM (SISTEM PENDINGIN UDARA)

      Aerial coolers menjadi terkenal dalam semua industri karena ditemukan banyak kesulitan sehubungan dengan suplai air di unit berpendingin air (water-cooled unit). Dalam aerial cooler, fluida didinginkan atau dikondensasikan karena sirkulasi di dalam tube sementara udara atmosferik dipaksa melewati bagian koil tersebut.
Tipe cooler ini dasarnya merupakan heat exchanger konveksi tanpa kontak yang diadaptasikan dengan hembusan (draft) induce atau paksa (forced).
      Air-cooled exchanger disebut pula finned tube exchanger karena fin terpasang pada tube agar efisiensi bertambah. Fin dapat dilas pada tube, dililitkan atau diekpansi agar pas dengan tube. Tinggi, tebal, dan jumlah fin pada pada tiap tube berdasarkan pemakaiannya.
      Aerial cooler dipilih untuk proses dimana temperatur fluida yang akan didinginkan minimal 55°C. Cooler ini juga dipakai dimana fouling dari tubes pada sisi air pendingin dalam cooler dengan air menjadi perhatian. Jika aliran fluida pada temperatur tinggi membutuhkan pendinginan di bawah temperatur ambien, kombinasi aerial cooling diikuti water-cooling akan selalu terbukti efisien dan ekonomis karena sebagian besar panas dilepas sebelum air dipakai.

            3.1.1 FORCED DRAFT COOLER           

                  Cooler hembusan udara paksa (forced draft cooler) memiliki             kipas terletak dibawah tube yang di hubungkan dengan motor        penggerak. Pada sistem ini udara yang ada di sekitar  di       hembuskan ke atas sehingga menabrak tube, udara yang    dihembuskan tersebut dapat menjaga temperature dari panas yang          dihasilkannya.

            Kelebihan penggunaan forced draft adalah :
1.    Memerlukan HP yang kecil meskipun udara yang digunakan sebagai media pendingin mengalir sangat panas.
2.    Perawatan kipas dan bearing mudah
3.    Pelepasan bundle mudah saat dilakukan pengangkatan
     Kemudahan sirkulasi udara panas pada iklim dingin.
            Kelemahan penggunaan forced draft adalah :
1.    Distribusi udara pendingin di bundle kurang merata.
2.    Tingginya kemungkinan terjadi sirkulasi udara panas karena laju udara pendingin yang cukup rendah dan tidak adanya fungsi stack,
3.    Kapasitas pendinginan natural draft yang rendah bila terjadi kegagalan fan.
4.    Operasi air cooler sangat dipengaruhi lingkungan.
5.    Fin langsung terexpose ke matahari, hujan, dan angina kencang sehingga control temperatur tidak setabil.

            3.1.2 INDUCED DRAFT COOLER

                  Cooler hembusan udara induce (induced draft  air cooler)     memakai kipas berpenggerak motor di atas. Kipas ini menginduce aliran udara melewati kumpulan tube horizontal dan membuang          udara ke atas. Tube membawa fluida sirkuit tertutup. Ujung akhir    tube ditutup dengan kotak yang di sebut header dan dipasang pada   outlet dan inlet.
            Kelebihan penggunaan induced draft adalah :
1.    Distribusi udara pendingin yang lebih baik dan merata,
2.    Menghindari kemungkinan terjadinya aliran balik udara panas masuk kembali ke intake fan.
3.    Mengurangi pengaruh lingkungan seperti cuaca panas atau hujan pada operasi air cooler.
4.    Kapasitas pendinginan yang lebih tinggi pada saat ada kegagalan pada fan, karena efek dari natural draft yang lebih besar.
            Kelemahan penggunaan induced draft adalah :
1.    Kebutuhan daya yang lebih besar karena fan berada pada area udara panas.
2.    Temperatur aliran udara panas harus dibatasi pada 95 oC untuk menghindari kemungkinan kerusakan pada fan blade, bearing, V-belts dan komponen-komponen mekanikal yang lain.
3.    Akses maintenance terhadap komponen fan drive kurang baik.
4.    Temperatur  fluida  proses dibatasi pada 175 oC, karena dapat mengakibatkan tingginya temperatur udara panas yang menyebabkan kerusakan pada komponen fan.

3.2 BAGIAN-BAGIAN DARI AIR COOLER (PENDINGIN UDARA)

·         Fan (kipas) untuk menaikan tekanan pada udara agar udara dapat berhembus dengan cepat.
·         Fan ring untuk menjaga kipas agar cara kerja fan lebih efektif
·         Header untuk membagi aliran gas yang ingin didinginkan.

           




·         Tube bundle bagian yang di lewati/di aliri oleh gas dan di dinginkan
·         Drive assembly sebagai alat pengerak kipas

3.3 SUSUNAN AIR COOLER

      Forced draft cooler dalam Gambar 8 diatur dalam satu bagian dan memiliki dua kipas. Terminologi untuk layout cooler ditampilkan dalam Gambar 9 dan 10 sebagai berikut:
  • didefinisikan sebagai satu atau lebih tube bundle, memiliki dua atau lebih kipas, lengkap dengan struktur dan perlengkapan tambahan (auxiliary). 
  • Unit ialah satu atau lebih tube bundle, dalam satu atau lebih bay untuk pemakaian individual atau proses.  
  • Bank ialah kumpulan satu atau lebih bay, termasuk satu atau lebih unit, diatur dalam struktur tunggal atau kontinyu.
     

3.4 AERIAL COOLER CONTROL

      Untuk mengontrol temperatur outlet fluida proses, dari aerial cooler, kecepatan kipas divariasikan, atau kipas mungkin dihentikan dan dijalankan (start). Saat temperatur ambien tinggi, unit sering dijalankan maksimum, dengan bingkai (louver) terbuka lebar dan kecepatan kipas pada top speed.
      Aliran udara melalui aerial cooler mungkin dibatasi oleh bulu-bulu halus (fluff) atau sisa-sisa reruntuhan (debris) dalam udara. Gambar 5 mengilustrasikan bagaimana koil yang telah tertutup oleh debris yang naik di udara (airborne) dapat menghambat aliran udara. Koil harus dibersihkan untuk mendapatkan aliran udara dan pendinginan maksimum.

BAB IV  TROUBLESHOOTING & SEFETY

4.1 TROUBLESHOOTING

      Dalam sebuah industri dan pengoperasian pada peralatan mekanik pasti selalu mendapatkan dampak yang tidak diinginkan seperti temperature panas dan vibration (getaran), maka dari itu pada bab ini akan membahas bagaimana cara mengatasi masalah tersebut.

            4.1.1 HIGH TEMPERATURE

                  Temperature tinggi sangat berbahaya pada sebuah proses, karena panas yang dihasilkannya dapat merusak peralatan. Maka       dari itu dibuat sebuah sistem pendingin yang dapat menjaga    temperature agar temperature panas yang diahasilkan tidak             berlebihan yaitu cooling system. Temperature tinggi terjadi apabila:
1.    Suatu alat pendingin tidak bekerja dengan sesuai setingan yang ditentukan.
2.    Proses yang di dinginkan terlalu panas.
3.    Putaranya terlalu berlebihan, melebihi setingan RPM yang ditentukan.

            4.1.2 VIBRATION (GETARAN)

            Getaran adalah suatu dampak yang ditimbulkan oleh sebuah proses mekanik yang tidak diinginkan, sebab getaran yang berlebih dapat membuat putaran yang tidak maksimal pada sebuah motor penggerak serta dapat  membuat kerusakan pada peralatan itu sendiri,getaran terjadi akibat dari: shaft yang tidak lurus, adanya patahan pada kipas, looseness.

 


4.2 SAFETY DEVICES

                 Safety devices adalah sebuah alat pengaman yang sudah terpasang pada peralatan dengan tujuan menjaga sebuah peralatan yang sedang dioperasikan agar tidak membuat kerusakan atau masalah yang    tidak diinginkan. Berikut safety yang ada pada sistem pendingin.
            4.2.1 TEMPERATURE ALARM HIGH HIGH (TAHH)
                        Bekerja disaat temperature diatas setingan yang ditentukan,             apa bila setingan itu tercapai maka alat safety ini akan memberikan             sinyal alarm pada control room. Apa bila temperature alarm high      high ini tidak bekerja dengan baik maka suhu akan meningkat dan             dapat membuat kerusakan pada sistem cooling.

            4.2.2 TEMPERATURE ALARM LOW LOW (TALL)

            Bekerja disaat temperature dibawah setingan yang ditentukan apabila setingan itu tercapai maka alat safety ini akan memberikan sinyal alarm pada control room. Apa bila temperature alarm low low ini tidak bekerja dengan baik di kawatirkan motor yang sebagi alat penggerak kipas tidak berpungsi atu putaran pada RPM melambat dikarenakan kurangnya asupan listrik.

            4.2.3 VIBRATION SWITCH

            Bekerja pada saat getaran pada cooler melebihi ambang batas dan apa bila itu terjadi maka akan mematikan atau memutusaliran listrik pada motor penggerak cooler.


4.3 ALAT PENGUKUR GETARAN

            4.3.1 VIBRATION METER

            Sebuah alat atau perangkat yang digunakan untuk mengukur getaran dari komponen mekanik dari suatu mesin sebagai reaksi dari adanya gaya yang dihasilkan oleh mesin tersebut maupun gaya yang berasal dari luar atau sekitar mesin

 


BAB V KESIMPULAN

1.    Perpindahan panas adalah suatu proses berpindahnya energi panas dari satu sistem ke sistem yang lain sebagai akibat adanya perbedaan temperature. ada 3 proses perpindahan panas yaitu dengan perpindahan panas secara konduksi,, konveksi, dan , radiasi.

2.    Cooling system adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendinginkan dan menjaga temperature dari sebuah peroses yang dapat menghasilkan panas, misalnya adalah mesin diesel, kompresor, turbine, dan lain-lain. Ada dua macam cooling system yaitu air cooling system dan water cooling system.

3.    Air cooling system atau sistem pendingin udara merupakan  suatu peralatan yang digunakan untuk menurunkan temperature dengan menggunakan udara sekitar yang di hembuskan oleh kipas (fan), pada sistem ini memiliki 2 cara penghembusan udara yaitu: Induced dan forced.

2 komentar:

  1. mintak file full dong mas biar bisa buat reverensi Ta

    BalasHapus
  2. Good Post and informative one. Thank you for sharing this good article.
    Fin Fan Cooler

    BalasHapus